Sim, a luz também pode gerar uma sombra
[Imagem: R. A. Abrahao et al. – 10.1364/OPTICA.534596]
A luz pode produzir uma sombra?
A luz pode produzir sombra? Pode parecer um enigma filosófico, mas pesquisadores descobriram que, sob certas condições, um raio laser pode funcionar como um objeto opaco e sim, projetar uma sombra de si mesmo.
Esta descoberta marca não apenas a primeira vez que tal efeito é observado, mas também desafia nossa compreensão de como a luz interage consigo mesma e a compreensão tradicional das sombras, e não sem efeitos práticos: A sombra da luz abre novas possibilidades para tecnologias que poderão usar um raio laser para controlar outro raio laser, por exemplo fazendo uma computação totalmente óptica.5G technology solutions
Normalmente, os fótons – as partículas de luz – passam uns pelos outros sem interagir. No entanto, este experimento revelou um efeito no qual a sombra de um raio laser apresenta o mesmo comportamento de sombras projetadas por objetos sólidos.
“A luz laser projetando uma sombra era algo até agora considerado impossível, já que a luz geralmente passa por outra luz sem interagir. Nossa demonstração de um efeito óptico muito contraintuitivo nos convida a reconsiderar nossa noção de sombra,” disse o brasileiro Raphael Abrahão, que fez esta pesquisa enquanto trabalhava na Universidade de Ottawa, no Canadá.
Segundo o pesquisador, historicamente entender as sombras tem sido crucial para entender o que a luz pode fazer e como podemos tirar proveito disso, e este experimento adiciona uma técnica inesperada à caixa de ferramentas de manipulação da luz. De uma perspectiva tecnológica, o efeito de sombra da luz mostra que a intensidade da luz pode ser controlada por meios puramente ópticos, o que abre inúmeras possibilidades.
[Imagem: R. A. Abrahao et al. – 10.1364/OPTICA.534596]
A sombra da luz
O experimento consiste em disparar um feixe de laser verde através de um cristal de rubi em formato de cubo, ao mesmo tempo iluminando o outro lado do cristal com luz azul. Esse arranjo cria uma sombra, visível a olho nu.
O efeito ocorre devido a um fenômeno chamado saturação reversa de absorção no cristal de rubi, que permite que o laser verde bloqueie a passagem da luz azul. Quando o laser verde entra no rubi, ele muda localmente a resposta do material ao comprimento de onda azul. O laser verde age como um objeto comum, enquanto o laser azul age como iluminação.
O resultado final é uma região escura que segue os contornos do feixe de laser, gerando a sombra sobre a superfície próxima. Ela atende a todos os critérios para ser chamada de sombra porque é visível a olho nu, segue os contornos da superfície sobre a qual a luz incide e segue a posição e o formato do feixe de laser, que funciona como um objeto sólido.
Ao medir a dependência do contraste da sombra na potência do feixe de laser, a equipe encontrou um contraste máximo de aproximadamente 22%, o que é semelhante ao contraste da sombra de uma árvore em um dia ensolarado.
A seguir, a equipe planeja investigar outros materiais e outros comprimentos de onda de laser que possam produzir efeitos semelhantes. “Esta nova descoberta pode ser útil em várias aplicações, como comutação óptica, dispositivos nos quais a luz controla a presença de outra luz ou tecnologias que exigem controle preciso da transmissão de luz, como lasers de alta potência,” concluiu Abrahão.